Page 83 - 理化检验-物理分册2023年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202308017

超超临界机组屏式过热器爆管原因

蒙殿武 , 殷 鹰 , 张学星 , 高大伟 3

1
2
3

( 1. 江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司, 南通 226241 ; 2. 大唐江苏发电有限公司, 南京 210008 ;

3. 中国大唐集团科学技术研究总院有限公司, 北京 100040 )
摘 要: 某超超临界机组屏式过热器发生爆管, 采用宏观观察、 化学成分分析、 硬度测试、 金相检
验、 扫描电镜和能谱分析等方法研究了爆管原因。结果表明: 爆口附近组织发生老化, 晶界析出大
块或长条状σ相, 越靠近爆口处, σ相数量越多, 晶粒度也越大, 且σ相周边存在孔洞和微裂纹, 最
终导致爆管。

关键词: S30432钢; 过热器; σ相; 超超临界机组; 微裂纹

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 08-0067-04

Causeoftubeex p losionof p latensu p erheaterinultra-su p ercriticalunit

2
3
MENGDianwu , YINYin g ZHANGXuexin g GAODawei 3
1
,
,

( 1.Jian g suDatan gLüsi g an gPowerGenerationCo. , Ltd. , Nanton g 226241 , China ;

2.Datan g Jian g suPowerGenerationCo. , Ltd. , Nan j in g 210008 , China ;

3.ChinaDatan gCor p orationScienceandTechnolo gyResearchInstitute , Bei j in g 100040 , China )

Abstract : Tubeburstoccurredinp latensu p erheaterofanultra-su p ercriticalunit.Thecauseoftubeburst

wasstudiedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstest , metallo g ra p hic

examination , scannin g electronmicrosco p eandener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthemicrostructure

neartheex p losion p ortwasa g ed , andthelar g eorlon g σ p hasewas p reci p itatedatthe g rainboundar y .Thecloserto

theex p losionp ort , themoreσ p hase , thelar g erthe g rainsize , andtherewereholesandmicrocracksaroundtheσ

p hase , whicheventuall y ledtothetubeex p losion.

Ke y words : S30432steel ; su p erheater ; σ p hase ; ultra-su p ercriticalunit ; microcrack
S30432 钢 ( 0.1C-18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N ) 是 在 的系统表征和分析较少。
TP304钢的基础上添加了质量分数分别为 3% 和 某过热器系统为4级布置, 屏式过热器蛇形管共
0.5%的 Cu元素和 Nb元素, 富铜相及含 Nb元素的 有35 片 屏, 每 片 屏 由 19 根 管 组 成, 横 向 节 距 为

碳化物、 氮化物的析出使其具有明显高于 TP304H 534mm , 管子材料为 S30432钢以及 S31042钢。末级

钢的高温蠕变性能, 并具有良好的抗氧化性, 被广泛 过热蒸汽出口压力为26.15MPa , 温度为605℃ ; 再热

应用于超临界和超超临界屏式过热器、 末级过热器 蒸汽出口压力为4.8 , 4.8MPa , 温度为603℃ 。

9
7
及高温再热器中。 某屏式过热器出口集箱侧第14根管发生爆管,

对火电机组高温受热面用 S30432钢的失效研 爆口位 置 为 出 口 段 弯 头 上 侧 6 m 左 右, 离 顶 棚

究较少 [ 1-4 ] , 研究内容主要为: 焊接接头、 弯头或直管 10m , 管排高约 16 m , 材料为 S30432 钢, 规格为

部位的爆管或泄漏; 原始制造缺陷、 工艺执行不到 ϕ 51mm×9.5mm ( 外径×壁厚), 锅炉累计运行约

位、 安装问题及超温运行等导致的爆管。对析出相 6×10 h , 具体爆管位置如图1所示。
4
1 理化检验
收稿日期: 2022-09-12
作者简介: 蒙殿武( 1969- ), 男, 高级工程师, 主要从事火电金属 1.1 宏观观察
材料应用研究和安全性评价工作
屏式过热器爆裂管宏观形貌如图2所示, 由图2
通信作者: 张学星, 77019223@ qq .com
6 7